Die Analyse tanzender Schneeflocken könnte die Regenvorhersage verbessern

Der Schlüssel zu genaueren Niederschlagsvorhersagen könnte im komplexen Tanz fallender Schneeflocken liegen, so eine neue Studie.

Die Forschung, die die physikalische Bewegung fallender Eiskristalle beobachtet, wird Wissenschaftlern helfen, besser abzuschätzen, wo und wann diese Kristalle zu Regentropfen schmelzen, ein entscheidender Schritt bei der Bildung vieler Regenarten.

In der Zeitschrift veröffentlicht Chemie und AtmosphärenphysikAn der Studie beteiligten sich Wissenschaftler, die beobachteten, wie künstliche Schneeflocken in eine Substanz fielen, die die Atmosphäre nachahmte.

Jennifer Stout, die die Forschung leitete, sagte: „Es kann faszinierend sein, dem sanften Schneefall zuzusehen, daher war es eine Freude zu entdecken, wie verschiedene Eiskristalle auf ihrem Weg nach unten Pirouetten und Zickzacklinien formen.“

„Den Tanz einer Schneeflocke zu verstehen, ist nicht nur schön, sondern kann uns auch helfen, das Reflexionsvermögen von Wolken zu verstehen. Jeder Schneekristall in einer Wolke wirkt wie ein kleiner Spiegel, der das durch ihn hindurchtretende Licht reflektiert und bricht.“

Durch die Vorhersage der Choreographie einer ganzen Wolke könnten wir die Atmosphäre und die Prozesse, die zu Regen und Schnee führen, besser verstehen. Diese komplizierte Koordination der Schneeflocken kann auch eine große visuelle Wirkung haben und atemberaubende Phänomene wie Sun Dogs und Eishalos hervorrufen. »

3D-gedruckte Schneeflocken

Das Forschungsteam verwendete 3D-gedruckte „Schneeflocken“ in verschiedenen Formen und Größen, von einfachen sechseckigen Platten bis hin zu komplexen, vielfach verzweigten Dendriten. Diese künstlichen Kristalle wurden in einen Tank fallen gelassen, der mit einer Wasser-Glycerin-Mischung gefüllt war, um atmosphärische Bedingungen zu simulieren. Hochgeschwindigkeitskameras zeichneten ihren Abstieg auf und ermöglichten es den Forschern, ihre Flugbahnen und Orientierungen dreidimensional zu rekonstruieren.

Die Studie ergab vier Haupttypen der Eiskristallbewegung: stetig (nach unten fallend), Zickzack (hin- und herschwingend), Übergangsbewegung (eine Mischung aus Zickzack und Rotation) und Spirale (Rotation beim Fallen). Überraschenderweise blieben komplexe Formen wie Dendriten trotz ihrer Tendenz, in ihrem Sog Turbulenzen zu erzeugen, in ihrer Bewegung stabil, während einfachere Formen viel früher instabil wurden.

Regenvorhersage verbessern

Diese Erkenntnisse haben erhebliche Auswirkungen auf die Wettervorhersage. Wetterradar, das eine Schlüsselrolle bei der Beobachtung drohenden Regens spielt, reflektiert Signale von Wasser- und Eispartikeln in der Luft.

Durch ein besseres Verständnis dafür, wie sich unterschiedliche Formen von Eiskristallen bewegen und orientieren, können Meteorologen diese Radarsignale genauer interpretieren und besser abschätzen, wann sich Eis in Regen verwandelt. Diese detaillierteren Daten können zu besseren Vorhersagen darüber führen, wann, wo und wie viel Regen fallen wird.

Die Studienergebnisse könnten möglicherweise auch das Verständnis der Wissenschaftler darüber verbessern, wie Wolken Sonnenlicht reflektieren und Wärme in der Atmosphäre einschließen, mit dem Potenzial, Klimamodelle und Wettervorhersagen langfristig zu verbessern.